三滾鍍電鍍流水線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

蔡文明　溫作銳

摘要：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電鍍?cè)诟餍懈鳂I(yè)的應(yīng)用日益廣泛，企業(yè)迫切需要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，于是如何提高電鍍生產(chǎn)線的自動(dòng)控制性能，減少成本具有重要的意義。本系統(tǒng)是經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研與分析，結(jié)合企業(yè)工程師長(zhǎng)期從事電鍍行業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)現(xiàn)有電鍍生產(chǎn)自動(dòng)化狀況存在的不足，開發(fā)智能化、高效化的自動(dòng)化流水線方案。將原來的“一”型電鍍線拆解成三段工藝，靈活組合，并引入PLC、觸摸屏來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，有效提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：電鍍線；PLC；觸摸屏；自動(dòng)化控制

電鍍的目的是在基材上鍍上金屬鍍層，改變基材表面性質(zhì)或尺寸，從而提高耐腐蝕性、抗高溫氧化性、良好的導(dǎo)電性、高的硬度、高的耐磨性和減摩性、微細(xì)加工的均勻性以及其他某些特殊的物理、化學(xué)特性，同時(shí)又賦子金屬光澤美觀。

三滾鍍電鍍流水線自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的主要是基于以下三個(gè)方面：一，電鍍作為高污行業(yè)，其氧化、酸洗、堿洗、電鍍等許多工藝具有嚴(yán)重的化學(xué)污染和腐蝕，對(duì)人的身心健康十分不利；二，人工操作隨機(jī)性大，影響產(chǎn)品質(zhì)量；三，優(yōu)化流水線的結(jié)構(gòu)，有效提高廠房利用率。下面對(duì)該自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行介紹。

1 工藝流程設(shè)計(jì)

電鍍的基本工序?yàn)椋耗ス庖粧伖猓蠏臁撝汀础娊鈷伖饣蚧瘜W(xué)拋光）→酸洗活化→（預(yù)鍍）→電鍍→水洗→（后處理）→水洗→干燥→下掛→檢驗(yàn)包裝。

三滾鍍流水線，如圖1所示。則是將上述電鍍的工藝拆解成三條流水線來協(xié)同完成，3號(hào)線為除油、活化流水線，1號(hào)線為鍍鎳流水線，2號(hào)線為鍍銅流水線，三條流水線可以協(xié)同工作，避免空等的現(xiàn)象，有效的提高了生產(chǎn)效率。

下面以除油、活化流水線線為例介紹工作流程，其加工工藝流程如圖2所示。電鍍專用行車的加工過程在電鍍生產(chǎn)線一側(cè)。工人將待加工的零件裝入吊籃，發(fā)出信號(hào)，行車自動(dòng)上升并逐段前進(jìn)，在需要停留的槽位停止，然后自動(dòng)下降。各槽停留的時(shí)間根據(jù)工藝要求預(yù)先設(shè)定，再自動(dòng)上升并繼續(xù)前進(jìn)。如此完成電鍍工藝規(guī)定的從上料區(qū)至下料區(qū)各道工序，然后自動(dòng)將經(jīng)過第一條線處理好的零件倒入終端等候的小車，小車根據(jù)工序的需要將零件送往第二條線或者第三條線進(jìn)行第二道工序的加工，行車則自動(dòng)返回上料區(qū)原位。至此，一次循環(huán)加工完成。

2 控制系統(tǒng)主電路

控制系統(tǒng)主要有兩個(gè)控制要求。一是準(zhǔn)確定位。清洗槽、電鍍槽的位置都是固定的，要求行車定位準(zhǔn)確，起動(dòng)、停止時(shí)料籃不晃動(dòng)，以免料籃碰到槽壁。二是具有手動(dòng)、自動(dòng)控制功能。一旦選定自動(dòng)控制，即可根據(jù)工藝要求確定需要停留的工位。除了裝料外，整個(gè)電鍍工藝過程能自動(dòng)完成。

基于成本考慮，系統(tǒng)采用國(guó)產(chǎn)信捷PLC作為控制核心，CPUXC-60R作為過程控制的中心控制單元，另外選用2塊32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊XC-32XY，PLC的輸入有工位接近開關(guān)、行程開關(guān)等，輸出有接觸器和繼電器等。由PLC直接處理開關(guān)量信號(hào)，用變頻器控制行車的進(jìn)退和升降，如圖3所示。為了節(jié)約材料和節(jié)省電控柜空間，大車的進(jìn)退和升降共用一臺(tái)變頻器，在變頻器啟停信號(hào)到來前通過PLC控制接觸器來切換兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的接入。如圖4所示。

在行車運(yùn)行的鋼軌上，沿著水平方向，每一個(gè)行車停車位焊接一塊擋鐵，在行車相應(yīng)處安置接近開關(guān)。當(dāng)行車在水平方向運(yùn)行，接近開關(guān)感應(yīng)到擋鐵的存在時(shí)，向PLC發(fā)出定位信號(hào)，在鉤手的上、下定位處各安一個(gè)接近開關(guān)，在鉤手的相交接處焊接一塊擋鐵。在鉤手上、下運(yùn)行時(shí)，接近開關(guān)感應(yīng)到擋鐵的存在時(shí)，也向PLC發(fā)出定位信號(hào)。同時(shí)為了增加安全性，在鉤手接近開關(guān)和水平運(yùn)動(dòng)的網(wǎng)端各安置一只行程開關(guān)，當(dāng)接近開關(guān)失靈或其他原因使鉤手或行車不能正確停止時(shí)，起到限位保護(hù)作用，同時(shí)向PLC發(fā)送信號(hào)，行車停止運(yùn)行并觸發(fā)聲光報(bào)警。

3 PLC程序設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的編程軟件采用信捷公司的XCPPro-3.3h軟件，采用梯形圖編制程序，主要包括行車行走控制，滾筒的上、下行控制，工位檢測(cè)，速度切換以及系統(tǒng)故障診斷和處理等。

主程序負(fù)責(zé)所有子程序的調(diào)度，判斷在不同的情況下去執(zhí)行相應(yīng)的程序，PC通過PC/PPI編程電纜，經(jīng)RS232/RS485轉(zhuǎn)換，把控制程序下載到PLC中。其主程序流程圖如圖5所示。

4 總結(jié)

該電鍍流水線投入使用后，有效的提高了產(chǎn)房的利用率，減少對(duì)廠房占地需求，使工作現(xiàn)場(chǎng)整潔美觀有序，更容易開展5S活動(dòng)及5S現(xiàn)場(chǎng)管理；將電鍍流程拆解成三部分同時(shí)進(jìn)行，每條線路承當(dāng)獨(dú)立的內(nèi)容，避免了空等的現(xiàn)象，有效提高了生產(chǎn)效率，并且能在不停機(jī)的情況下對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修及更換，并且擁有了較大的作業(yè)空間，徹底改變了原來設(shè)備擁擠雜亂，無法下手維修的狀況；優(yōu)化了PLC控制程序，將使用過程中的信息充分的融合到設(shè)備的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中，有效提高電鍍的品質(zhì)。